Tekanan Adalah Desakan yang Kuat, Begini dalam Ilmu Fisika

Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia, tekanan adalah keadaan yang berasal dari kekuatan menekan. Tekanan adalah bentuk desakan yang kuat. Tekanan cukup populer di bidang fisika.

Ilmu fisika memaknai tekanan adalah besaran suatu gaya per satuan luas. Dapat dikatakan pula bahwa tekanan adalah benda yang dikenai oleh gaya. Gaya ini menitikberatkan pada luasan tertentu dari benda tersebut.

Tekanan adalah berhubungan erat dengan gaya dan luas permukaan benda. Tekanan pun sangat berkaitan dengan volume dan suhu. Tekanan adalah biasa dipakai untuk mengukur kekuatan zat cair sampai gas.

Penjelasan sebelumnya menyebutkan tekanan adalah berkaitan erat dengan gaya, luas, volume, dan suhu. Tekanan biasa dipakai untuk menghitung kekuatan suatu benda seperti cair sampai gas.

Dalam ilmu fisika, tekanan adalah memiliki definisi satuan newton per satuan luas (N/m2). Bila secara internasional (SI) satuan tekanan adalah Pascal (Pa). Konsep yang dimiliki tekanan adalah sama dengan penyebaran gaya pada luas permukaan benda.

Bila gaya yang diberikan pada suatu benda semakin besar, maka tekanan yang bisa dihasilkan akan semakin besar juga. Konsep sederhananya, tekanan berbanding lurus dengan gaya.

Hal ini pun berlaku untuk luas permukaan benda. Semakin luas suatu permukaan benda, maka tekanan yang bisa dihasilkan akan semakin kecil. Tekanan dan luas permukaan benda memiliki perbandingan terbalik.

Ada dua jenis tekanan dalam ilmu fisika yang perlu diketahui. Dua tekanan ini adalah tekanan zat cair dan tekanan gas. Tekanan zat cair adalah hidrostatis dan tekanan gas adalah tekanan udara. Berikut penjelasan jenis-jenis tekanan:

Tekanan Zat Cair

Tekanan zat cair adalah hidrostratis. Hidro memiliki makna air statis yang bermakna diam. Tekanan hidrostatis terjadi pada air dengan kondisi yang diam. Ada tiga hal yang dapat meemengaruhi tekanan hidrostatis.

Pertama kedalaman objek dari zat cair, kedua massa jenis zat cair, dan ketiga gaya gravitas bumi. Semakin dalam zat cair, maka akan semakin besar tekanan yang dihasilkan. Hal ini berlaku juga untuk, semakin besar massa jenis zat cair maka akan semakin besar pula tekanannya.

Peranan tekanan hidrostatis sangat penting untuk merangcang struktur pembangunan khususnya penampungan air, seperti PLTA dan bendungan. Dua hukum yang mengatur tekanan dari zat cair adalah hukum archimedes dan pascal.

Hukum archimedes adalah zat cair akan memberikan gaya angkat terhadap suatu benda sebesar berat zat cair yang dipindahkan benda. Untuk hukum pascal adalah tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutuop diteruskan ke segala arah dengan sama besar.

Tekanan Gas

Tekanan gas adalah tekanan udara. Tekanan ini menggerakkan massa udara dalam setiap satuan luas. Tekanan gas memiliki perbandingan yang terbalik dengan ketinggian suatu tempat.

Semakin tinggi tempat tersebut, maka akan semakin rendah tekanan udaranya. Satuan daru tekanan udara adalah milibar (mb), sudah pasti berbeda dengan tekanan zat cair. Alat yang digunakan untuk menggukur tekanan udara adalah barometer.

Untuk alat ukur tekanan gas adalah manometer raksa terbuka, manometer raksa tertutup, dan manometer bourdon atau logam. Menurut ahli fisika yang berkebangsaat Inggris, Robert Boyle, ada dua hukum tekanan udara, yakni:

1. Hasil kali tekanan dan volume gas dalam ruang tertutup selalu tetap, asalkan suhu gas tidak berubah.

2. Semakin tinggi tekanan udara dalam wadah maka semakin rendah volume suatu wadah. Sebaliknya semakin rendah tekanan udara dalam wadah maka semakin besar volume wadahnya.

Rumus Tekanan Zat Cair

p = ρ g h

Penjelasannya:

ρ = massa jenis

g = gaya gravitasi (m/s2)

h = kedalaman benda dari permukaan cairan (m)

Contoh Soal dan Pembahasan Tekanan Zat Cair atau Hidrostatis

1. Seorang anak mendorong tembok dengan salah satu tangannya. Jika daya dorong yang diberikan 10 N dan luas telapak tangan anak 100 cm2 maka tekanan yang diberikan anak pada dinding adalah…

Pada soal ini diketahui:

F = 10 N

A = 100 cm2 = 100 x 10-4 m2

Maka tekanan dihitung dengan rumus sebagai berikut:

→ P = F . A

→ P = 10 N = 100 x 10-4 m = 103 N/m2 → P = 1000 Pa

Jadi soal ini jawabannya A.

2. Diketahui seorang wanita bermassa 50 kg memakai sepatu hak tinggi dengan luas permukaan bawah hak 1 cm2. Tekanan yang dialami lantai apabila wanita berdiri dengan satu kakinya sebesar…

Pada soal ini diketahui:

m = 50 kg

A = 1 cm2 = (10-2)2 m2 = 10-4 m2

Maka tekanan yang diberikan wanita pada lantai sebagai berikut:

→ P = F . A

→ P = m . g / A

→ P = 50 . 10 / 10-4 = 5 x 106 pa

Rumus Tekanan Gas

h = (760-x) 10

Penjelasannya:

h = ketinggian suatu tempat (m)

x = tekanan tempat tersebut (mmHg)

Contoh Soal dan Pembahasan Tekanan Gas atau Udara

1. Suatu bukit memiliki ketinggian 500 m dari permukaan laut. Bila tekanan udara di atas permukaan air laut sebesar 76 cmHg. Tentukan tekanan udara pada tempat tersebut.

Pembahasan:

h = 500 m ; Pu = 76 cmHg = 760 mmHg

h = (Pu-Ph)x 10

500 = (760 – x) . 10

50 = 760 – x

x = 710 mmHg

x = 71 cmHg

2. Seorang pendaki mendaki suatu gunung hingga puncaknya. Bila sikap barometer raksa di puncak tersebut yaitu 55 cmHg, berapakah ketinggian gunung yang didaki ?

Pembahasan:

Tekanan udara = 55 cmHg

Turunnya tekanan udara = 76 – 55 = 21 cmHg

Tinggi gunung = 21 x 100 = 2.100 m